門橋式起重機是鐵路裝卸部門廣泛使用的主力裝卸設(shè)備多年的生產(chǎn)實踐表明起重機在工作中一旦出現(xiàn)電氣系統(tǒng)失控將造成不可挽回的重大事故和經(jīng)濟損失通常起重機在設(shè)計和制造時按照起重機設(shè)計規(guī)范和起重機安全規(guī)程的規(guī)定對起重機的電氣保護機械聯(lián)鎖可靠制動等方面都做了比較全面的考慮采取了一定的保護措施但實際工作中環(huán)境復(fù)雜且使用維修人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗有限對起重機故障點往往不能及時做出判斷使起重機在故障狀態(tài)下帶病運行易導(dǎo)致重大事故的發(fā)生因此為了保證安全生產(chǎn)最大限度地減少事故發(fā)生研制門橋式起重機電控系統(tǒng)安全監(jiān)測裝置以下簡稱監(jiān)測裝置對起重機電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測和保護有著重要的現(xiàn)實意義

1、監(jiān)測裝置總體方案

起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計思路和目標(biāo)是:針對起重機電氣系統(tǒng)性能和各機構(gòu)負(fù)載特點結(jié)合鐵路貨場起重機作業(yè)工況按照人機學(xué)要求運用微電子計算機及信息技術(shù)實現(xiàn)起重機故障的快速診斷和機械的安全運行監(jiān)測裝置的總體功能是:實現(xiàn)對起重機各機構(gòu)電動機的缺相過流欠壓過壓超載零位以及控制電路中各電氣元件工作狀況的監(jiān)測和保護;累計起重機的工作時間;具有良好的人機對話界面全中文顯示必要的工作狀態(tài)信息顯示并記錄故障發(fā)生的部位和時間;具有自診斷功能與起重機各機構(gòu)的電控系統(tǒng)互不干擾等從而達(dá)到對起重機的綜合監(jiān)測與保護基于以上整體設(shè)計構(gòu)想北京鐵路局采用先進的PLC控制技術(shù)對監(jiān)測裝置進行設(shè)計實現(xiàn)了對起重機電控系統(tǒng)運行的動態(tài)實時監(jiān)測其總體方案如圖1所示

2、監(jiān)測裝置的構(gòu)成

2.1檢測傳感元件

檢測傳感元件用于信號采集與輸入根據(jù)電控系統(tǒng)特點采用不同的信號檢測傳感器在起重機工作中實時采集工作信息故障信息并及時輸入反饋到監(jiān)測裝置的信息處理系統(tǒng)執(zhí)行必要的監(jiān)控程序其中傳感器ET-4將吊物作用力變成電信號以進行載荷限制部件的重量識別;電子式過電流繼電器EOCR-SS和電子式欠電流繼電器EUCR分別用于電控系統(tǒng)過電流欠電流信號檢測;電子式漏電保護繼電器EOCR-DG用于電控系統(tǒng)總漏電信號檢測;數(shù)字顯示智能型電流繼電器EOCR-3DD/FD用于對電動機過電流缺相逆相堵轉(zhuǎn)電流不平衡的狀態(tài)信號進行檢測

2.2控制柜

控制柜用于安裝完成信息處理與監(jiān)控的核心部件主要有CPU-8089微電腦處理器PLC可編程序控制器等這些部件把起重機各機構(gòu)運行指標(biāo)參數(shù)用特定的指令記憶在存儲器中用以實現(xiàn)信息的處理與監(jiān)控1信息處理直接關(guān)系到控制的精確度是避免產(chǎn)

生誤操作的重要環(huán)節(jié)通過對采集和輸入的信號進行整流濾波放大等相關(guān)處理最大限度地消除諧波欠壓等不利因素的干擾使之符合要求2信息監(jiān)控是將經(jīng)過處理后的信號輸入到可編程控制器PLC通過PLC將信號進行識別處理記錄并

存儲起重機的作業(yè)時間等正常工況信息;當(dāng)PLC監(jiān)測發(fā)現(xiàn)實時信號與正常狀態(tài)參數(shù)有差異時立刻報警并將故障信息傳輸?shù)斤@示終端同時發(fā)出相應(yīng)的保護指令

2.3顯示終端

顯示終端由多媒體液晶顯示和數(shù)碼智能化保護顯示兩部分組成是監(jiān)測系統(tǒng)的最終環(huán)節(jié)它將信息監(jiān)測結(jié)果全中文顯示在屏幕上在初始狀態(tài)時能顯示系統(tǒng)工作電壓電流載荷轉(zhuǎn)速及風(fēng)速等;當(dāng)出現(xiàn)故障時顯示系統(tǒng)能自動切換到故障畫面顯示相應(yīng)的故障點及其位置能同時顯示5種不同的故障記錄

3、監(jiān)測裝置的主要功能與技術(shù)指標(biāo)

3.1監(jiān)控范圍和功能

1信息監(jiān)控通過檢測傳感元件及微處理器對起重機調(diào)速系統(tǒng)的控制電路和配套的電氣保護限位聯(lián)鎖裝置等進行監(jiān)測;實時采集設(shè)備運行時各種重要的數(shù)據(jù)信息如電壓電流轉(zhuǎn)速載荷等經(jīng)處理后進行顯示;記錄起重機作業(yè)累計時間故障發(fā)生的時間及部位等實現(xiàn)工況信息監(jiān)控2電氣保護經(jīng)監(jiān)測裝置采集處理后的工況信息與裝置中存儲的指標(biāo)參數(shù)進行比較如有差異則立即進行故障報警顯示并及時切斷相應(yīng)的電氣控制電路防止設(shè)備在故障狀態(tài)下運行實現(xiàn)各種電氣保護如過流保護缺相保護相序保護欠過壓保護風(fēng)速保護超速保護超載保護零位保護漏電保護等

3.2主要技術(shù)指標(biāo)

工作環(huán)境溫度:-20+60工作電壓:交流176264V直流24V20%工作方式:連續(xù)工作系統(tǒng)綜合誤差:5%

4、監(jiān)測裝置的使用特點

北京鐵路局研發(fā)的監(jiān)測裝置在塘沽站天津南站大紅門站等貨場的起重機電控系統(tǒng)中進行了試驗和應(yīng)用試用表明監(jiān)測裝置對起重機的監(jiān)控和保護功能是有效和可靠的顯示出以下主要特點

（1）監(jiān)控能力強性能穩(wěn)定該裝置抗干擾能力強對溫度漂移零點漂移具有自動調(diào)節(jié)補償功能可在惡劣的工作環(huán)境下實現(xiàn)對起重機低壓控制電路穩(wěn)定準(zhǔn)確的監(jiān)控及保護確保設(shè)備安全運行

（2）控制技術(shù)先進自診斷性能完善采用了先進的PLC微電腦控制技術(shù)具有快捷的自動檢索診斷功能可自動記憶1個月內(nèi)各機構(gòu)運行作業(yè)時間設(shè)備故障等信息被譽為起重機的黑匣子

（3）人性化的顯示界面多媒體大屏幕點陣液晶中文故障顯示方便的多媒體人機對話界面便于查看故障和數(shù)據(jù)可有效地指導(dǎo)維修人員進行設(shè)備維修

（4）安裝與維護便捷采用模塊化程序設(shè)計調(diào)試安裝操作與維護簡單適用于多層面人員的使用